[發(fā)明專利]一種在難加工材料上加工大斜度深小孔的方法

有效

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• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102921985A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃應(yīng)軍;李新孝;寧再芹;惠萍;頡文峰;楊毅
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航空動力股份有限公司
• 主分類號: B23B35/00
• 分類號: B23B35/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機械加工領(lǐng)域，具體為一種在難加工材料上加工大斜度深小孔的方法。

背景技術(shù)

在高溫合金結(jié)構(gòu)上加工大斜度深小孔一直是機械加工領(lǐng)域的難題，比如在某型發(fā)動機主體材料GH4169的復雜型面薄壁鈑金焊接件上加工大斜度深小孔一直制約著該發(fā)動機的研制進程，影響著發(fā)動機的整機質(zhì)量。

以往該深小斜孔均采用電火花加工，而用該方法加工時，由于電極放電、受力擺動等原因，孔徑、角度、位置度及粗糙度一直不能滿足設(shè)計要求，且由于電火花加工的孔存在重熔層，易在熱應(yīng)力狀態(tài)下誘發(fā)疲勞裂紋，不符合表面完整性加工要求，不適應(yīng)現(xiàn)代航空發(fā)動機的抗疲勞制造需求，嚴重影響了發(fā)動機的壽命及安全性。

通過查閱各種資料知悉，該類孔亦可采用激光加工、直接切削加工及帶鉆模板加工，而采用這些方法加工時，會存在如下問題：

1）采用激光加工時，與電火花加工一樣，存在重熔層無法去除而影響表面完整性的問題。

2）采用直接切削加工，則由于孔深且小的緣故，加工用刀具的徑長比大，強度低，在加工過程中，刀具背吃刀量隨著刀具的伸入而不斷增大，讓刀、振刀嚴重，切削表面粗糙，入口尺寸無法滿足圖紙要求。根據(jù)試驗統(tǒng)計分析，孔口橫向長度尺寸一般比理論要求大1.5～3倍。

3）帶鉆模板加工時，則存在如下問題：

（1）因鉆套部分加長了排屑通道，退屑、排屑不順暢，切削熱難以散發(fā)，使得刀具在工作中極易斷裂及磨損；

（2）因鉆套加大了孔的深度，刀具長度加長，長徑比增大，強度降低，剛性變差，加工過程中振刀、讓刀加劇；

（3）刀具加長，制造難度加大，成本增加，經(jīng)濟性降低。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種在難加工材料上加工大斜度深小孔的方法，通過在工件上增加厚度合理、切削性能優(yōu)良、與工件定位配合良好及貼合緊密的切削力平衡引導板，并在引導板上用大直徑銑刀銑加工垂直于孔中心軸線的斜面，將深小斜孔加工轉(zhuǎn)換為普通深小孔加工，以解決難加工材料大斜度、深小孔切削加工斷屑、退屑、排屑、讓刀、振刀、打刀及直接加工時入口表面粗糙及長度尺寸不符合要求的問題，為表面完整性加工及抗疲勞制造提供可靠的技術(shù)支撐，為提高零件的使用壽命和安全性提供前提保障。

技術(shù)方案

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種在難加工材料上加工大斜度深小孔的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：將引導板與待加工工件的加工面貼合固定；其中，所述引導板厚度與待加工深小斜孔的孔深關(guān)系為H＝Aδ，H為深小斜孔沿孔中心軸線的深度，δ為引導板厚度，A=1/sinα，α為深小斜孔軸線與待加工工件加工面的夾角；所述引導板上與待加工工件加工面接觸的貼合面平面度≤0.03mm；

步驟2：在引導板上貼合面的背面加工斜面，所述斜面垂直于待加工深小斜孔的中心軸線；

步驟3：垂直于步驟2中的斜面，采用啄鉆方法鉆削孔，得到要加工的深小斜孔。

所述一種在難加工材料上加工大斜度深小孔的方法，其特征在于：所述引導板采用硬度為HRC?30～35的碳鋼。

所述一種在難加工材料上加工大斜度深小孔的方法，其特征在于：步驟2的斜面采用銑刀銑加工得到。

有益效果

本發(fā)明通過增加厚度合理、切削性能優(yōu)良、與零件定位配合良好及貼合緊密的輔助引導環(huán)，并在其上用大直徑銑刀銑加工垂直于孔中心軸線的斜面，將深小斜孔加工轉(zhuǎn)換為普通深小孔加工，配合啄鉆工藝，解決切削加工大斜度、深小孔讓刀、振刀、斷刀、表面粗糙、入口尺寸不符合設(shè)計要求的問題。

附圖說明

圖1：引導板示意圖；

圖2：加工示意圖；

其中：1、引導板；2、斜面；3、貼合面；4、空刀區(qū)域；5、虛擬加工的深小斜孔；6、刀柄；7、刀具；8、工件。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例描述本發(fā)明：

本實施例以加工材料為固溶、時效態(tài)的GH4169，斜孔孔徑為與加工平面傾角15°，工件垂直厚度為8mm，孔深39mm的斜孔為例。

步驟1：采用螺栓將引導板與待加工工件的加工面貼合固定。